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黄秋葵中硒元素含量的测定 海 南 大 学毕 业 论 文（设计）题 目： 黄秋葵叶粉中硒元素含量的测定 学 号： B0640047 姓 名： 宋 磊 年 级： 2006级 学 院： 材料与化工学院 系 别： 应用化学 专 业： 应用化学 指导教师： 韩 秀 萍 完成日期： 2010 年 5月18日 摘 要黄秋葵属一年生草本植物，果荚可以作为蔬菜食用，营养丰富，具有保健功能；黄秋葵叶片可以作为饲料着色剂和蛋白饲料；茎秆可以作为能量饲料。硒是畜禽生长必须的微量元素，具有重要的生物学功能。饲料中的含量低于0.05mg/kg时，畜禽就会发生各种疾病。本文研究了黄秋葵叶粉中硒含量的测定。本文利用硒（）与DAN（2,3-二氨基奈）在酸性条件下生成具有强荧光特性的4,5-苯并苤硒脑，通过荧光分光光度法测定黄秋葵叶粉中的硒含量。测得硒元素含量在0.5mg/kg左右，该方法简便、灵敏度高、精确度好,其线性相关系数为0.9997,相对标准偏差3.54%,回收率92.9%,检测下限3.4ng/mL。关键词：黄秋葵；硒；2,3-二氨基萘；荧光分光光度法15AbstractOkra is an annual herb, edible pods can be used as vegetables, nutrient-rich, with health care function; okra leaf coloring agent can be used as feed and protein feed; stalk can be used as energy feed.Selenium is a trace element necessary for the growth of livestock and poultry, has important biological functions.Feed content is lower than 0.05mg/kg, the livestock and poultry diseases occur.In this paper, okra leaf powder in the determination of selenium.In this paper, selenium () and DAN (2,3-diamine Kenai) in the acidic conditions generated a strong fluorescence of 4,5-benzo Brassica campestris Se brain by fluorescence spectrophotometry of selenium in okra leaf powdercontent.Selenium content measured about 0.5mg/kg, the method is simple, sensitive, accurate, and linear correlation coefficient of 0.9997 and relative standard deviation of 3.54%, recovery 92.9%, detection limit 3.4ng/mL.Keywords: okra; selenium; 2,3-diamino naphthalene; fluorescence spectrophotometry目 录摘 要1Abstract21 前言41.1 黄秋葵概述41.2 硒的生理功能41.3 硒测定方法概述52 实验部分52.1 实验原理52.2 主要仪器62.3 主要试剂及溶液的配制62.4 标准曲线的绘制72.4.1 硒标准溶液的配制72.4.2 标准曲线的绘制72.5 样品分析72.5.1 样品的消化72.5.2 样品待测液的制备82.5.3 荧光强度的测定82.6 实验步骤83结果和讨论83.1 硒标准溶液的激发和发射光谱83.2 硒标准曲线93.3 黄秋葵叶粉中硒含量的测定103.4 精密度和回收率实验113.4.1 精密度实验113.4.2 回收率实验113.5 共存离子的干扰和消除114 结论12致 谢13参考文献141 前言1.1 黄秋葵概述黄秋葵为锦葵科秋葵属一年生草本植物，营养保健，可药食两用,有“绿色人参”之誉。其嫩果富含人体必需的铁、钙、糖及多种维生素，蛋白质含量很高，不仅具有清热解毒、降血压、助消化，且具有护胃肠和肝脏、强肾补虚，增耐力、抗疲劳功能，是新型保健蔬莱。黄秋葵叶片可以作为饲料着色剂和蛋白饲料，茎秆可以作为能量饲料。无论从医药学还是营养卫生学的角度而言，研究黄秋葵中微量元素含量都具有重要意义。黄秋葵中的果胶是可溶性纤维，此外，黄秋葵中的黄硐，多糖都是现代理想的保健资源，具有极高的保健价值。其嫩荚肉质细嫩，经常食用黄秋葵不仅帮助消化保护肠胃、肝脏和皮肤粘膜的作用，并有治疗胃炎、胃溃疡及痔疹的功效。并能增强身体耐力和强肾补虚的功能，故西方人嬉称黄秋葵为“植物伟哥”，由于黄秋葵富含锌和硒等微量元素，能增强人体防癌抗癌，加上含有丰富的维生素C和可溶性纤维，不仅对皮肤具有保健作用，且能使皮肤美白、细嫩、防黑。可见黄秋葵是一种营养丰富，微量元素全面的保健蔬菜，近年来在日本、台湾、港澳市场上成为热门蔬菜。黄秋葵的食用方法很多，可用来炒食、做汤、凉拌，也可生吃，生吃能够最大程度地保持蔬菜的营养，新鲜的嫩秋葵生吃口感也很不错，风味独特。由于食用黄秋葵对消除疲劳，恢复体力有明显效果，在非洲许多国家均作为运动员食用的首选蔬菜。1.2 硒的生理功能硒(Se)属于氧族元素，是人体必需的微量元素之一。硒的作用比较宽泛，但其原理主要是两个：第一、组成体内抗氧化酶，能提到保护细胞膜免受氧化损伤，保持其通透性；第二、硒-P蛋白具有螯合重金属等毒物，降低毒物毒性作用。硒作为一种强抗氧化剂，作用与维生素E相似，但效力更大。硒可用于调节体内氧化还原反应的速度，影响某些重要酶的代谢及活性，调节维生素A、C、E、K等在体内的吸收及消耗。硒又是体内谷胱甘肽过氧化物酶的重要组分，对细胞膜的结构有保护作用，对机体的免疫力有促进作用。此外，硒还有防止糖尿病、白内障、心脑血管疾病、克山病、大骨节病、关节炎，解毒排毒，防治肝病、保护肝脏的作用。缺硒在动物中可引起白肌病，在人类环境中的硒及人体的硒负荷水平与克山病的发病具有一定的相关性，给病区人群补充一定量的硒可降低克山病的发病率。硒在动物实验中已证实具有抗多种致癌物质的作用。但过量的硒可引起硒中毒，出现指甲变厚、毛发脱落，肢端麻木，偏瘫等。科学研究表明，利用人工添加含硒饲料或富硒原料，可以提高饲料中硒的水平，从而产生较好的经济效益。1.3 硒测定方法概述目前，对于硒元素的含量的检测方法有较丰富完善的研究，主要有紫外可见光度法、比色法、气相色谱法、原子吸收法、原子荧光光谱法、高效液相色谱法、电化学方法及中子活化法等1。这些方法中，紫外可见光度法和比色法灵敏度低，试剂不稳定；电化学方法干扰严重；气相色谱法、原子吸收法、原子荧光光谱法、高效液相色谱法、中子活化法等灵敏度和选择性等较好，但所需的大型分析仪器不易为一般实验室所具有2。饲料中硒的国家标准测定方法是分子荧光光谱法和氢化物原子荧光光谱法3。后者由于仪器条件限制，很难在基层实验室普及，而分子荧光光谱法因其快速准确、重现性好、灵敏度高，已广泛应用于植物和矿物中痕量硒的分析测定414，在实际工作中应用较多15。本文采用分子荧光光度法16，测定黄秋葵中的微量硒含量。2 实验部分2.1 实验原理试样通过混合酸的消化，将硒化合物氧化为无机硒Se4+，在酸性条件下Se4+与2, 3-二氨基萘（2,3-Diaminonaphthalene，缩写为DAN）生成荧光物质4,5-苯并苤硒脑，再用环己烷萃取。在激发波长378nm，发射波长518nm条件下测定其荧光强度17，生成物的荧光强度与Se4+浓度在一定范围内成正比，从而计算试样中硒的含量。其主要化学反应为：2.2 主要仪器电子天平 JA2003NSHIMADZU CORPORATION JAPAN电热恒温水浴锅 DK-98-1型 天津市泰斯特仪器有限公司荧光分光光度计970CRT上海精密科学仪器有限公司电子万用炉天津市泰斯特仪器有限公司电热恒温鼓风干燥箱 DHG-9076A型 上海精宏实验设备科技有限公司2.3 主要试剂及溶液的配制2.3.1 盐酸(3mol/L)。2.3.2 盐酸溶液(0.1mol/L)量取盐酸9ml，加入到适量水中，搅匀后稀释至1000ml。2.3.3 氨水(1+1)取50ml氨水加入到50ml水中，混匀。2.3.4 盐酸羟胺-(EDTA)溶液称取10. 0gEDTA溶于500ml水中，加入25g盐酸羟胺使其溶解，用水稀释至1L。2.3.5 硒标准储备液(100g/mL)精确称取100.0mg元素硒(光谱纯),溶于少量的硝酸中,加2mL高氯酸，置沸水浴中加热3h-4h，冷却后加入8.4mL0.10mol/L的盐酸，再置沸水浴中煮2min。用纯水准确稀释至1000mL容量瓶中，此储备液浓度为100g/mL。2.3.6 硒标准使用液(1g/mL)移取1.00mL硒标准储备液于100mL容量瓶中,用纯水稀释至标线,于冰箱中保存。2.3.7 硒标准工作液(0.2g/mL)准确量取10.0mL硒标准使用液(2.3.6)于50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。现用现配。2.3.8 甲酚红指示剂(0. 02%)称取40mg甲酚红溶于水中,加(1+1)氨水1滴，使其完全溶解，加纯水稀释至100mL。2.3.9 2, 3-二氨基萘(DAN)溶液(0.1%，此溶液需在暗室中配制)称取100mg 2, 3-二氨基萘于250mL磨口三角瓶中，加入100mL0. 10mol/L盐酸，振摇至全部溶解(约15min)后，转入250mL锥形分液漏斗中(漏斗颈部塞有脱脂棉)，加入约20mL环己烷，振摇5min，静置分层后，将水相放入原三角瓶内，再用环己烷萃取多次(萃取次数视DAN中杂质多少而定，一般需5次-6次)。将此纯化的水溶液贮存于棕色瓶中，加一层约1cm厚的环己烷以隔绝空气，置冰箱内保存。有效期一个月。2.3.10 其他试剂环己烷(分析纯)、高氯酸(分析纯)、硝酸(分析纯)。不同品种的黄秋葵叶粉，来自中国热带农业科学院品种资源研究所2.4 标准曲线的绘制2.4.1 硒标准溶液的配制分别准确移取0.2g/mL硒标准液0、1.0、2.0、4.0、8.0mL于100mL具塞比色管中，稀释至30mL，加两滴甲酚红指示剂，用1:1氨水和1:9盐酸调节pH=1.52.0（粉橙色），加入3mLEDTA-盐酸羟胺混合液，摇匀，加入2mLDAN溶液，盖好塞子，摇匀，打开塞子，置于沸水浴中保持5min，取出冷却至室温，加5ml环己烷震荡1min，将全部溶液倒入分液漏斗，静置分层后弃去水层，环己烷萃取层从漏斗上口转入具塞比色管中待用。2.4.2 标准曲线的绘制萃取液用1 cm比色皿，在970CRT荧光光度计上以激发波长378 nm，发射波长519 nm，进行荧光强度的测定。由测得的荧光值与Se浓度绘制标准曲线。通过硒标准曲线得出回归方程。2.5 样品分析2.5.1 样品的消化称取试样1.0g，准确至0.0001g(Se0.4g)，置入100mL锥形瓶中，用水湿润试样加10mL硝酸，加装回流冷凝管，放在电炉上低温加热，煮沸至硝酸体积减少到5mL时，放下冷却加入5ml高氯酸继续加热至高氯酸冒烟，放下冷却，用水吹洗表面皿和杯壁，放在电炉上由低温至高氯酸冒烟并保持5min-10min，取下冷却，加入1mL水和1mL3mol/L盐酸溶液煮沸，摇匀，放置10min，用水转移入50mL具塞比色管中，稀释至30mL。2.5.2 样品待测液的制备向试样中加两滴甲酚红指示剂，加3mL EDTA-盐酸羟胺混合液，摇匀，用1:1氨水和1:9盐酸调节pH=1.52.0(粉橙色)。加入2mLDAN溶液，盖好塞子，摇匀，打开塞子，置于沸水浴中保持5min，取出冷却至室温，用1:9盐酸稀释至刻度，加5mL环己烷震荡1min，将溶液移入分液漏斗，静置分层后弃去水层，环己烷萃取层从漏斗上口转入具塞比色管中待测定。2.5.3 荧光强度的测定在与测定硒标准溶液时相同条件下测定样品的荧光强度，由标准曲线上查得硒浓度值，计算其相应含量。2.6 实验步骤图1 实验流程图3结果和讨论3.1 硒标准溶液的激发和发射光谱18取硒标准溶液经过调节pH、与DAN反应、环己烷萃取后,根据有关资料选择发射波长为520nm,激发波长在300600nm范围内对环己烷萃取液进行扫描,得到激发光谱曲线,见图2。由图2可知，激发波长应为378 nm。520nm378nm图2 激发光谱扫描曲线选择激发波长为378nm，发射波长在300700nm范围内对环己烷萃取液扫描，得到发射光谱曲线,见图3。由图3可知,发射波长应为518nm。518nm图3 发射光谱扫描曲线3.2 硒标准曲线用0.02g/mL硒标准使用液配制系列标准溶液，经荧光反应，环己烷萃取后，萃取液在激发波长378 nm、发射波长518nm处进行测定，由测得的荧光值与Se浓度绘制标准曲线。通过硒标准曲线得出回归方程。回归方程：(荧光值)=51.987C-0.380，相关系数R=0.9997。图4 标准校正曲线测定11次空白溶液的荧光值，以其3倍标准偏差与回归方程斜率的比值计算检出限。表1 检出限计算测定次数及荧光强度平均值标准偏差RSD%4.4194.4564.2964.4804.3844.4384.3474.3824.3844.3034.3804.3880.05841.333.3 黄秋葵叶粉中硒含量的测定样品中硒含量X，以质量分数计，数值以毫克每千克(mg/kg)表示，按下式计算，测定结果如表2所示。式中：C 自标准曲线上查得样品的硒质量分数，单位为(g/mL)；m 样品的质量，单位为(g)；V0 试液的总体积，单位为(mL)；V1 分取试液的体积，单位为(mL)。表2 样品硒含量测定数据样品编号测定次数样品质量(g)荧光值硒含量(mg/kg)平均硒含量(mg/kg)PZ004-511.000524.1060.4710.47821.000123.4300.45831.000824.8340.48541.000925.4580.497H0184011.000428.8890.5630.52121.000528.1610.54931.000722.6460.4513.4 精密度和回收率实验183.4.1 精密度实验对同一样品进行4次平行实验,用相对标准偏差来描述精密度。黄秋葵叶粉中硒含量及精密度测量结果见表3。从表3的数据可以看出，精密度(S)和变异系数(CV)值都很小，说明测定的可信度高。表3 硒含量与测量精密度序号样品质量(g)荧光值总硒量(g)精密度SCV%11.000524.1060.4710.4780.01693.5421.000123.4300.45831.000824.8340.48541.000925.4580.4973.4.2 回收率实验采用标准加入法测定回收率来验证本方法的准确度,回收率见表4。由表4可见,该方法的平均回收率为92.9%。表4 回收率实验结果样品测定值(g/g)标准加入量(g)测定值(g/g)回收率(%)平均回收率(%)0.4850.20.66296.792.90.4970.20.62189.13.5 共存离子的干扰和消除研究表明，铜、铁、钼等重金属离子及大量氧化物对测定硒有干扰，可用EDTA-盐酸羟胺消除。对于黄秋葵主要干扰离子为Cu2+、Hg2+、Zn2+、Fe3+、Bi3+、Cd2+等离子，测定1.0g硒，加入3.0 ml EDTA，Zn2+、Fe3+、Bi3+、Cd2+在300倍时不干扰测定，Cu2+、Hg2+对硒的测定有一定干扰，Cu2+的允许量为200倍，Hg2+的允许量为150倍。为消除NO3-等氧化物的干扰，增加荧光测量的稳定性，使生成的荧光物的荧光强度在较长时间内不发生变化，本实验采用了盐酸羟胺作为消除干扰剂。4 结论4.1 用荧光分光光度计检测经荧光反应后的硒标准溶液，结果显示硒的激发波长为378nm，发射波长为518nm。4.2 本实验中硒在0.01.8g/mL浓度范围内与吸光度值呈良好的线性关系：(荧光值)=51.987C-0.380，相关系数R=0.9997。4.3 不同品种的黄秋葵叶粉硒含量各不相同，但总体相差不大，平均硒含量在0.5g/mg左右。4.4 精密度试样的结果为标准偏差S为0.0169，和变异系数CV为3.54%，数值都很小，说明测定的可信度高。实验回收率为92.9%，表明该方法准确度较好，能满足微量元素测定的要求。致 谢感谢指导老师韩秀萍讲师对本论文倾注的极大心血，以及大力支持和指导，感谢袁声海同学的积极合作，感谢罗文杰、范佳林等同学的热心帮助！参考文献1 谭力宏.在食品中硒的测定方法综述J.广东化工,2003,(2):38-40.2 张桂香.分子荧光光度法测定加硒盐中微量硒J.盐业与化工，2007，36（3）：16-193 GB/T 13883-2008，饲料中硒的测定S.4 王光亚,周端华,孙淑庄,等.生物样品、水及土壤中痕量硒的荧光法测定法J.营养学报,1985,7(1):39-43.5 宋于台,嫉建龙.人发中硒的荧光测定J.分析化学,1987,